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- Ceph集群与Ceph块存储
Ceph集群与Ceph块存储
实验环境准备
准备四台虚拟机，其三台作为存储集群节点，一台安装为客户端，实现如下功能：
- 创建1台客户端虚拟机
- 创建3台存储集群虚拟机
- 配置主机名、IP地址、YUM源
- 修改所有主机的主机名
- 配置无密码SSH连接
- 配置NTP时间同步
- 创建虚拟机磁盘
方案
使用4台虚拟机，1台客户端、3台存储集群服务器，拓扑结构如图-1所示。
所有主机的主机名及对应的IP地址如表-1所示。
注意：所有主机基本系统光盘的YUM源必须提前配置好。
Ceph组件架构如图-2所示。
Ceph会对数据进行切割处理，如图-3所示。
Ceph随机读写数据的思路，如图-4所示。
Ceph集群结构如图-5所示。
为所有节点配置yum源服务器。
为虚拟机添加磁盘：
除了client客户端，所有3台ceph服务器都添加2块20G磁盘。
所有主机设置防火墙和SELinux（如果已经关闭，则此步骤可以忽略）
[root@client ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
[root@client ~]# sed -i '/SELINUX/s/enforcing/permissive/' /etc/selinux/config
[root@client ~]# setenforce 0
[root@node1 ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
[root@node1 ~]# sed -i '/SELINUX/s/enforcing/permissive/' /etc/selinux/config
[root@node1 ~]# setenforce 0
[root@node2 ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
[root@node2 ~]# sed -i '/SELINUX/s/enforcing/permissive/' /etc/selinux/config
[root@node2 ~]# setenforce 0
[root@node3 ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
[root@node3 ~]# sed -i '/SELINUX/s/enforcing/permissive/' /etc/selinux/config
[root@node3 ~]# setenforce 0
配置无密码连接(包括自己远程自己也不需要密码)，在node1操作。
[root@node1 ~]# ssh-keygen -f /root/.ssh/id_rsa -N ''
#-f后面跟密钥的文件名称（希望创建密钥到哪个文件）
#-N ''代表不给密钥配置密钥（不能给密钥配置密码）
[root@node1 ~]# for i in 10 11 12 13
do
ssh-copy-id 192.168.4.$i
done
#通过ssh-copy-id将密钥传递给192.168.4.10、192.168.4.11、192.168.4.12、192.168.4.13
修改/etc/hosts并同步到所有主机。
注意：/etc/hosts解析的域名要与本机主机名一致！！！！
[root@node1 ~]# vim /etc/hosts #修改文件，手动添加如下内容（不要删除文件原有内容）
... ...
192.168.4.10 client
192.168.4.11 node1
192.168.4.12 node2
192.168.4.13 node3
提示：/etc/hosts解析的域名必须与本机主机名一致！！！
将/etc/hosts文件拷贝给所有其他主机（client、node1、node2、node3）
[root@node1 ~]# for i in client node1 node2 node3
do
scp /etc/hosts $i:/etc/
done
修改所有节点都需要配置YUM源，并同步到所有主机。
[root@node1 ~]# vim /etc/yum.repos.d/ceph.repo #新建YUM源配置文件，内容如下
[mon]
name=mon
baseurl=ftp://192.168.4.254/ceph/MON
gpgcheck=0
[osd]
name=osd
baseurl=ftp://192.168.4.254/ceph/OSD
gpgcheck=0
[tools]
name=tools
baseurl=ftp://192.168.4.254/ceph/Tools
gpgcheck=0
[root@node1 ~]# yum clean all #清空缓存
[root@node1 ~]# yum repolist #验证YUM源软件数量
源标识 源名称 状态
Dvd redhat 9,911
Mon mon 41
Osd osd 28
Tools tools 33
repolist: 10,013
[root@node1 ~]# for i in client node1 node2 node3
do
scp /etc/yum.repos.d/ceph.repo $i:/etc/yum.repos.d/
done
给所有节点安装ceph相关软件包。
[root@node1 ceph-cluster]# for i in node1 node2 node3
do
ssh $i "yum -y install ceph-mon ceph-osd ceph-mds ceph-radosgw"
done
Client主机配置NTP服务器。
[root@client ~]# yum -y install chrony
[root@client ~]# vim /etc/chrony.conf
allow 192.168.4.0/24 #大约26行
local stratum 10 #大约29行(去注释即可)
[root@client ~]# systemctl restart chronyd
node1，node2，node3修改NTP客户端配置。
[root@node1 ~]# yum -y install chrony
[root@node1 ~]# vim /etc/chrony.conf
server 192.168.4.10 iburst #配置文件第二行，手动添加一行新内容
[root@node1 ~]# systemctl restart chronyd
[root@node1 ~]# chronyc sources -v #查看同步结果，应该是^*
[root@node2 ~]# yum -y install chrony
[root@node2 ~]# vim /etc/chrony.conf
server 192.168.4.10 iburst #配置文件第二行，手动添加一行新内容
[root@node2 ~]# systemctl restart chronyd
[root@node2 ~]# chronyc sources -v #查看同步结果，应该是^*
[root@node3 ~]# yum -y install chrony
[root@node3 ~]# vim /etc/chrony.conf
server 192.168.4.10 iburst #配置文件第二行，手动添加一行新内容
[root@node3 ~]# systemctl restart chronyd
[root@node3 ~]# chronyc sources -v #查看同步结果，应该是^*
部署Ceph集群
部署Ceph集群服务器，实现以下目标：
- 安装部署工具ceph-deploy
- 创建ceph集群
- 准备日志磁盘分区
- 创建OSD存储空间
- 查看ceph状态，验证
安装部署软件ceph-deploy
在node1安装部署工具，学习工具的语法格式。
[root@node1 ~]# yum -y install ceph-deploy
[root@node1 ~]# ceph-deploy --help
[root@node1 ~]# ceph-deploy mon --help
创建目录（目录名称可以任意，推荐与案例一致）
[root@node1 ~]# mkdir ceph-cluster
[root@node1 ~]# cd ceph-cluster/
部署Ceph集群
创建Ceph集群配置,在ceph-cluster目录下生成Ceph配置文件（ceph.conf）。
[root@node1 ceph-cluster]# ceph-deploy new node1 node2 node3
[root@node1 ceph-cluster]# vim ceph.conf #不要修改原始内容，在文件末尾添加一行
rbd_default_features = 1
#默认开启COW分层快照的功能
初始化所有节点的mon服务，也就是启动mon服务。
拷贝当前目录的配置文件到所有节点的/etc/ceph/目录并启动mon服务。
[root@node1 ceph-cluster]# ceph-deploy mon create-initial
#配置文件ceph.conf中有三个mon的IP，ceph-deploy脚本知道自己应该远程谁
在每个node主机查看自己的服务(注意每台主机服务名称不同)
[root@node1 ceph-cluster]# systemctl status ceph-mon@node1
[root@node2 ~]# systemctl status ceph-mon@node2
[root@node3 ~]# systemctl status ceph-mon@node3
#备注:管理员可以自己启动（start）、重启（restart）、关闭（stop），查看状态（status）.
#提醒:这些服务在30分钟只能启动3次,超过就报错.
#StartLimitInterval=30min
#StartLimitBurst=3
#在这个文件中有定义/usr/lib/systemd/system/ceph-mon@.service
#如果修改该文件，需要执行命令# systemctl daemon-reload重新加载配置
查看ceph集群状态（现在状态应该是health HEALTH_ERR）
[root@node1 ceph-cluster]# ceph -s
【提示】：如果无法成功部署ceph集群，可以通过如下命令清理集群软件以及相关数据（注意，这些操作会删除node1-node3主机的所有ceph软件及配置文件等数据，非必要不要操作！！）。
[root@node1 ceph-cluster]# ceph-deploy purge node1 node2 node3
[root@node1 ceph-cluster]# ceph-deploy purgedata node1 node2 node3
创建OSD
初始化清空磁盘数据（仅node1操作即可）。
初始化磁盘，将所有磁盘分区格式设置为GPT格式（根据实际情况填写磁盘名称）。
[root@node1 ceph-cluster]# ceph-deploy disk zap node1:vdb node1:vdc
[root@node1 ceph-cluster]# ceph-deploy disk zap node2:vdb node2:vdc
[root@node1 ceph-cluster]# ceph-deploy disk zap node3:vdb node3:vdc
#相当于ssh 远程node1，在node1执行parted /dev/vdb mktable gpt
#其他主机都是一样的操作
#ceph-deploy是个脚本，这个脚本会自动ssh远程自动创建gpt分区
验证测试
查看集群状态。
[root@node1 ~]# ceph -s
[root@node1 ~]# ceph osd tree
常见错误（非必须操作）。
如果查看状态包含如下信息：
health: HEALTH_WARN
clock skew detected on node2, node3…
clock skew表示时间不同步，解决办法：请先将所有主机的时间都使用NTP时间同步！！！
Ceph要求所有主机时差不能超过0.05s，否则就会提示WARN。
如果状态还是失败，可以尝试执行如下命令，重启所有ceph服务：
[root@node1 ~]# systemctl restart ceph.target
创建Ceph块存储
- 创建块存储镜像
- 客户端映射镜像
- 删除镜像
创建镜像
查看存储池，默认存储池名称为rbd。
[root@node1 ~]# ceph osd lspools
0 rbd,
#查看结果显示，共享池的名称为rbd，这个共享池的编号为0，英语词汇：pool（池塘、水塘）
创建镜像、查看镜像
[root@node1 ~]# rbd create demo-image --size 10G
#创建demo-image镜像，这里的demo-image创建的镜像名称，名称可以为任意字符。
#size可以指定镜像大小
[root@node1 ~]# rbd create rbd/jacob --size 10G
#在rbd池中创建名称为jacob的镜像（rbd/jacob），镜像名称可以任意
[root@node1 ~]# rbd list #列出所有镜像
[root@node1 ~]# rbd info demo-image #查看demo-image这个镜像的详细信息
rbd image 'demo-image':
size 10240 MB in 2560 objects
order 22 (4096 kB objects)
block_name_prefix: rbd_data.d3aa2ae8944a
format: 2
features: layering
动态调整
扩容容量
[root@node1 ~]# rbd resize --size 15G jacob
#调整jacob镜像的大小，jacob是镜像的名称，size指定扩容到15G
[root@node1 ~]# rbd info jacob
缩小容量
[root@node1 ~]# rbd resize --size 7G jacob --allow-shrink
#英文词汇：allow（允许），shrink（缩小）
[root@node1 ~]# rbd info jacob
#查看jacob这个镜像的详细信息（jacob是前面创建的镜像）
通过KRBD访问
客户端通过KRBD访问
#客户端需要安装ceph-common软件包
#拷贝配置文件（否则不知道集群在哪）
#拷贝连接密钥（否则无连接权限）
[root@client ~]# yum -y install ceph-common
[root@client ~]# scp 192.168.4.11:/etc/ceph/ceph.conf /etc/ceph/
[root@client ~]# scp 192.168.4.11:/etc/ceph/ceph.client.admin.keyring \
/etc/ceph/
[root@client ~]# rbd map jacob #客户端访问映射服务器的jacob共享镜像
[root@client ~]# lsblk #查看结果（会多一块磁盘）
[root@client ~]# rbd showmapped #查看磁盘名和共享镜像名称的对应关系
id pool image snap device
0 rbd jacob - /dev/rbd0
客户端格式化、挂载分区
[root@client ~]# mkfs.xfs /dev/rbd0 #格式化，格式为xfs
[root@client ~]# mount /dev/rbd0 /mnt/ #挂载（可以挂载到任意目录）
[root@client ~]# echo "test" > /mnt/test.txt #写入数据
删除镜像
客户端撤销磁盘映射
[root@client ~]# umount /mnt #卸载
[root@client ~]# rbd showmapped #查看磁盘名和共享镜像名称的对应关系
id pool image snap device
0 rbd jacob - /dev/rbd0
[root@client ~]# rbd unmap /dev/rbd0 #撤销磁盘映射
知识总结
一、准备工作：
IP，主机名，hosts解析，ssh密钥，时间同步，yum源，防火墙，selinux
二、部署ceph：
1.安装软件
2.修改配置启动服务mon
3.启动osd服务共享硬盘
块存储应用案例
实现以下功能：
- 创建镜像快照
- 使用快照还原数据
- 使用快照克隆镜像
- 删除快照
创建镜像快照
查看镜像快照（默认所有镜像都没有快照）。
[root@node1 ~]# rbd snap ls jacob
#查看某个镜像有没有快照，jacob是镜像的名称，ls是list查看
给镜像创建快照。
[root@node1 ~]# rbd snap create jacob --snap jacob-snap1
#为jacob镜像创建快照，--snap指定快照名称，快照名称为jacob-snap1，快照名称可以任意
[root@node1 ~]# rbd snap ls jacob
SNAPID NAME SIZE
4 jacob-snap1 15360 MB
删除客户端写入的测试文件
[root@client ~]# rm -rf /mnt/test.txt
[root@client ~]# umount /mnt
还原快照
[root@node1 ~]# rbd snap rollback jacob --snap jacob-snap1
# rollback是回滚的意思，使用jacob-snap1快照回滚数据，对jacob镜像进行回滚数据
[root@client ~]# mount /dev/rbd0 /mnt/ #客户端重新挂载分区
[root@client ~]# ls /mnt #查看数据是否被恢复
创建快照克隆
克隆快照
[root@node1 ~]# rbd snap protect jacob --snap jacob-snap1 #保护快照
#jacob是镜像名称，jacob-snap1是前面创建的快照（被保护的快照，不可以被删除）
[root@node1 ~]# rbd snap rm jacob --snap jacob-snap1 #删除被保护的快照，会失败
[root@node1 ~]# rbd clone \
jacob --snap jacob-snap1 jacob-clone --image-feature layering
#使用jacob镜像的快照jacob-snap1克隆一个新的名称为jacob-clone的镜像
#新镜像名称可以任意
查看克隆镜像与父镜像快照的关系
[root@node1 ~]# rbd info jacob-clone
rbd image 'jacob-clone':
size 15360 MB in 3840 objects
order 22 (4096 kB objects)
block_name_prefix: rbd_data.d3f53d1b58ba
format: 2
features: layering
flags:
parent: rbd/jacob@jacob-snap1
#克隆镜像的很多数据都来自于快照链(相当于文件的软链接的概念)
#如果希望克隆镜像可以独立工作，就需要将父快照中的数据，全部拷贝一份，但比较耗时！！！
[root@node1 ~]# rbd flatten jacob-clone #让新克隆的镜像与快照脱离关系
[root@node1 ~]# rbd info jacob-clone #查看镜像信息
rbd image 'jadob-clone':
size 15360 MB in 3840 objects
order 22 (4096 kB objects)
block_name_prefix: rbd_data.d3f53d1b58ba
format: 2
features: layering
flags:
#注意，父快照信息没了！
删除快照
[root@node1 ~]# rbd snap unprotect jacob --snap jacob-snap1 #取消快照保护
[root@node1 ~]# rbd snap rm jacob --snap jacob-snap1 #可以删除快照
Ceph文件系统
实现Ceph文件系统的功能。具体实现有以下功能：
- 部署MDSs节点
- 创建Ceph文件系统
- 客户端挂载文件系统
前面的块共享，仅允许同时一个客户端访问，无法实现多人同时使用块设备。
而Ceph的文件系统共享则允许多人同时使用。
下面假设使用虚拟机node3，部署MDS节点。
主机的主机名及对应的IP地址如表-1所示。
步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
1）添加一台虚拟机node3，要求如下：
IP地址:192.168.4.13
主机名:node3
配置yum源（包括操作系统的源、ceph的源）
与Client主机同步时间
node1允许无密码远程node3
修改node1的/etc/hosts，并同步到所有node主机
2）部署元数据服务器
登陆node3，安装ceph-mds软件包（如果前面课程已经安装，此步骤可以忽略）
[root@node3 ~]# yum -y install ceph-mds
登陆node1部署节点操作
[root@node1 ~]# cd /root/ceph-cluster
#该目录，是最早部署ceph集群时，创建的目录
[root@node1 ceph-cluster]# ceph-deploy mds create node3
#远程nod3，拷贝集群配置文件，启动mds服务
创建存储池
备注：一个文件系统是由inode和block两部分组成，效果如图-1所示。
inode存储文件的描述信息（metadata元数据），block中存储真正的数据。
[root@node3 ~]# ceph osd pool create cephfs_data 64
#创建存储池，共享池的名称为cephfs_data，对应有64个PG
#共享池名称可以任意
[root@node3 ~]# ceph osd pool create cephfs_metadata 64
#创建存储池，共享池的名称为cephfs_metadata，对应有64个PG
PG是一个逻辑概念，没有对应的物质形态，是为了方便管理OSD而设计的概念。
为了方便理解，可以把PG想象成为是目录，可以创建32个目录来存放OSD，也可以创建64个目录来存放OSD。
创建Ceph文件系统
[root@node3 ~]# ceph fs new myfs1 cephfs_metadata cephfs_data
#myfs1是名称，名称可以任意，注意，先写metadata池，再写data池
#fs是filesystem的缩写，filesystem中文是文件系统
#默认，只能创建1个文件系统，多余的会报错
[root@node3 ~]# ceph fs ls
name: myfs1, metadata pool: cephfs_metadata, data pools: [cephfs_data ]
客户端挂载（客户端需要安装ceph-common，前面的课程已经安装）
[root@client ~]# mount -t ceph 192.168.4.11:6789:/ /mnt \
-o name=admin,secret=AQBTsdRapUxBKRAANXtteNUyoEmQHveb75bISg==
#注意:-t（type）指定文件系统类型，文件系统类型为ceph
#-o（option）指定mount挂载命令的选项，选项包括name账户名和secret密码
#192.168.4.11为MON节点的IP（不是MDS节点），6789是MON服务的端口号
#admin是用户名,secret后面是密钥
#密钥可以在/etc/ceph/ceph.client.admin.keyring中找到
思考题：请问lsblk和df命令的区别？
如果做NFS的实验，客户端不安装nfs-utils是否可以mount成功？
##扩展知识：创建ceph用户，查看用户##
[root@node1 ~]# ceph auth get-or-create client.nb \
osd 'allow *' \
mds 'allow *' \
mon 'allow *' > 文件名
# >是重定向导出，后面的文件名可以任意，没有文件会创建，有文件则会覆盖文件的内容
[root@node1 ~]# ceph auth list #查看所有用户列表
创建对象存储服务器
实现Ceph对象存储的功能。具体实现有以下功能：
- 安装部署Rados Gateway
- 启动RGW服务
- 设置RGW的前端服务与端口
- 客户端测试
部署对象存储服务器
准备实验环境，要求如下：
IP地址:192.168.4.13
主机名:node3
配置yum源（包括操作系统的源、ceph的源）
与Client主机同步时间
node1允许无密码远程node3
修改node1的/etc/hosts，并同步到所有node主机
部署RGW软件包
[root@node3 ~]# yum -y install ceph-radosgw
新建网关实例
拷贝配置文件，启动一个rgw服务
[root@node1 ~]# cd /root/ceph-cluster
[root@node1 ~]# ceph-deploy rgw create node3 #远程mode3启动rgw服务
登陆node3验证服务是否启动
[root@node3 ~]# ps aux |grep radosgw
ceph 4109 0.2 1.4 2289196 14972 ? Ssl 22:53 0:00 /usr/bin/radosgw -f --cluster ceph --name client.rgw.node3 --setuser ceph --setgroup ceph
[root@node3 ~]# systemctl status ceph-radosgw@\*
修改服务端口
登陆node3，RGW默认服务端口为7480，修改为8000或80更方便客户端记忆和使用
[root@node3 ~]# vim /etc/ceph/ceph.conf
[client.rgw.node3]
host = node3
rgw_frontends = "civetweb port=8000"
#node3为主机名
#civetweb是RGW内置的一个web服务
[root@node3 ~]# systemctl restart ceph-radosgw@\*
客户端测试
curl测试
[root@client ~]# curl 192.168.4.13:8000
使用第三方软件访问
登陆node3（RGW）创建账户
[root@node3 ~]# radosgw-admin user create \
--uid="testuser" --display-name="First User"
… …
"keys": [
{
"user": "testuser",
"access_key": "5E42OEGB1M95Y49IBG7B",
"secret_key": "i8YtM8cs7QDCK3rTRopb0TTPBFJVXdEryRbeLGK6"
}
],
[root@node5 ~]# radosgw-admin user info --uid=testuser
//testuser为用户名，access_key和secret_key是账户密钥
客户端安装软件（软件需要自己上网搜索下载）
[root@client ~]# yum install s3cmd-2.0.1-1.el7.noarch.rpm
修改软件配置（注意，除了下面设置的内容，其他提示都默认回车）
[root@client ~]# s3cmd --configure
Access Key: 5E42OEGB1M95Y49IBG7BSecret Key: i8YtM8cs7QDCK3rTRopb0TTPBFJVXdEryRbeLGK6
S3 Endpoint [s3.amazonaws.com]: 192.168.4.13:8000
[%(bucket)s.s3.amazonaws.com]: %(bucket)s.192.168.4.13:8000
Use HTTPS protocol [Yes]: No
Test access with supplied credentials? [Y/n] n
Save settings? [y/N] y
#注意，其他提示都默认回车
创建存储数据的bucket（类似于存储数据的目录）
[root@client ~]# s3cmd ls
[root@client ~]# s3cmd mb s3://my_bucket
Bucket 's3://my_bucket/' created
[root@client ~]# s3cmd ls
2018-05-09 08:14 s3://my_bucket
[root@client ~]# s3cmd put /var/log/messages s3://my_bucket/log/
[root@client ~]# s3cmd ls s3://my_bucket
DIR s3://my_bucket/log/
[root@client ~]# s3cmd ls s3://my_bucket/log/
2018-05-09 08:19 309034 s3://my_bucket/log/messages
测试下载功能
[root@client ~]# s3cmd get s3://my_bucket/log/messages /tmp/
测试删除功能
[root@client ~]# s3cmd del s3://my_bucket/log/messages
Ceph操作思路
准备工作
IP，主机名，hosts解析，ssh密钥，时间同步，yum源，防火墙，selinux
二、部署ceph：
1.安装软件
2.修改配置启动服务mon
3.启动osd共享硬盘
三、使用Ceph思路:
1.块共享
2.文件系统共享(文件系统由inode和block)
服务器: 创建两个共享池(名称任意)
使用两个共享池合并一个文件系统
安装ceph-mds软件，并启动服务(ceph-deploy mds create node3)
客户端： mount -t MON的IP:6789:/ /挂载点 -o name=用户名,secret=密码
3.对象存储
服务器启动一个radosgw即可(RGW)
四、ceph-deploy脚本用法：
ceph-deploy new node1 node2 node3 #生成配置文件
ceph-deploy mon create-initial #远程所有主机启动mon服务
ceph-deploy disk zap 主机名:磁盘名 #初始化磁盘
ceph-deploy osd create 主机名:磁盘名 #远程主机并启动osd服务
ceph-deploy mds create 主机名 #远程主机并启动mds服务
ceph-deploy rgw create 主机名 #远程主机并启动RGW服务